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Lista de velocidades de bits de interfaz

Esta es una lista de velocidades de bits de interfaz , es una medida de velocidades de transferencia de información , o capacidad de ancho de banda digital , a la que las interfaces digitales en una computadora o red pueden comunicarse a través de varios tipos de buses y canales . La distinción puede ser arbitraria entre un bus informático , a menudo más cercano en el espacio, y redes de telecomunicaciones más grandes . Muchas interfaces o protocolos de dispositivos (p. ej., SATA, USB, SAS , PCIe ) se utilizan tanto dentro de cajas de muchos dispositivos, como una PC, como en cajas de un solo dispositivo, como una carcasa de disco duro . En consecuencia, esta página enumera los estándares de cables de comunicación internos y externos juntos en una tabla ordenable.

Factores que limitan el desempeño real, criterios para decisiones reales.

La mayoría de las tasas enumeradas son medidas teóricas de rendimiento máximo; En la práctica, el rendimiento efectivo real es casi inevitablemente menor en proporción a la carga de otros dispositivos ( contención de red / bus ), distancias físicas o temporales y otros gastos generales en los protocolos de la capa de enlace de datos , etc. El buen rendimiento máximo (por ejemplo, el archivo velocidad de transferencia) puede ser incluso menor debido a una mayor sobrecarga del protocolo de capa y a las retransmisiones de paquetes de datos causadas por ruido de línea o interferencias como diafonía , o paquetes perdidos en nodos de red intermedios congestionados . Todos los protocolos pierden algo, y los más robustos que enfrentan de manera resiliente muchas situaciones de falla tienden a perder más rendimiento máximo para obtener tasas totales más altas a largo plazo.

Las interfaces de dispositivos en las que un bus transfiere datos a través de otro se limitarán, en el mejor de los casos, al rendimiento de la interfaz más lenta. Por ejemplo, los controladores SATA revisión 3.0 (6 Gbit/s) en un canal PCI Express 2.0 (5 Gbit/s) estarán limitados a la velocidad de 5 Gbit/s y tendrán que emplear más canales para solucionar este problema. Las primeras implementaciones de nuevos protocolos suelen tener este tipo de problemas. Los fenómenos físicos en los que se basa el dispositivo (como los platos giratorios de un disco duro) también impondrán límites; por ejemplo, el envío de ningún plato giratorio en 2009 satura la revisión SATA 2.0 (3 Gbit/s), por lo que pasar de esta interfaz de 3 Gbit/s a USB 3.0 a 4,8 Gbit/s para una unidad giratoria no producirá ningún aumento en la velocidad de transferencia realizada. .

La contienda en un espectro inalámbrico o ruidoso, donde el medio físico está completamente fuera del control de quienes especifican el protocolo, requiere medidas que también consumen el rendimiento. Los dispositivos inalámbricos, BPL y módems pueden producir una velocidad de línea o una velocidad de bits bruta más alta , debido a los códigos de corrección de errores y otros gastos generales de la capa física . Es extremadamente común que el rendimiento sea mucho menor que la mitad del máximo teórico, aunque las tecnologías más recientes (en particular BPL) emplean análisis de espectro preventivo para evitar esto y, por lo tanto, tienen mucho más potencial para alcanzar velocidades de gigabit reales en la práctica que los módems anteriores.

Otro factor que reduce el rendimiento son las decisiones políticas deliberadas tomadas por los proveedores de servicios de Internet por motivos contractuales, de gestión de riesgos, de saturación de agregación o de marketing. Algunos ejemplos son la limitación de velocidad , la limitación del ancho de banda y la asignación de direcciones IP a grupos. Estas prácticas tienden a minimizar el rendimiento disponible para cada usuario, pero maximizan la cantidad de usuarios que pueden ser admitidos en una red troncal.

Además, a menudo no hay chips disponibles para poder implementar las tarifas más rápidas. AMD , por ejemplo, no admite la interfaz HyperTransport de 32 bits en ninguna CPU que haya comercializado a finales de 2009. Además, los proveedores de servicios WiMAX en EE. UU. normalmente sólo admiten hasta 4 Mbit/s a finales de 2009. .

Elegir proveedores de servicios o interfaces basándose en máximos teóricos no es prudente, especialmente para necesidades comerciales. Un buen ejemplo son los centros de datos a gran escala, que deberían preocuparse más por el precio por puerto para soportar la interfaz, las consideraciones de potencia y calor, y el costo total de la solución. Debido a que algunos protocolos como SCSI y Ethernet ahora operan muchos órdenes de magnitud más rápido que cuando se implementaron originalmente, la escalabilidad de la interfaz es un factor importante, ya que evita cambios costosos a tecnologías que no son compatibles con versiones anteriores. Lo que subraya esto es el hecho de que estos cambios a menudo ocurren de forma involuntaria o por sorpresa, especialmente cuando un proveedor abandona el soporte para un sistema propietario.

Convenciones

Por convención, las velocidades de datos de bus y red se indican en bits por segundo (bit/s) o bytes por segundo (B/s). En general, las interfaces paralelas se cotizan en B/s y las seriales en bit/s. El más utilizado se muestra a continuación en negrita .

En dispositivos como módems , los bytes pueden tener más de 8 bits de longitud porque pueden completarse individualmente con bits de inicio y parada adicionales; las siguientes figuras reflejarán esto. Cuando los canales utilizan códigos de línea (como Ethernet , Serial ATA y PCI Express ), las tarifas cotizadas son para la señal decodificada.

Las siguientes figuras son tarifas de datos simplex , que pueden entrar en conflicto con las tarifas dúplex que los proveedores utilizan a veces en materiales promocionales. Cuando se enumeran dos valores, el primer valor es la velocidad descendente y el segundo valor es la velocidad ascendente.

El uso de prefijos decimales es estándar en las comunicaciones de datos.

Anchos de banda

Las figuras siguientes están agrupadas por tipo de red o bus y luego se clasifican dentro de cada grupo de menor a mayor ancho de banda; El sombreado gris indica una falta de implementaciones conocidas.

Como se indicó anteriormente, todos los anchos de banda citados son para cada dirección. Por lo tanto, para interfaces dúplex (capaces de transmisión simultánea en ambos sentidos), los valores indicados son velocidades simplex (unidireccionales), en lugar de velocidades totales ascendentes y descendentes.

Radio reloj

Estación de señal horaria a radio reloj.

teletipo(TTY) oDispositivo de telecomunicaciones para sordos.(TDD)

Módems (banda estrecha y banda ancha)

Banda estrecha(OLLAS: canal de 4kHz)

Banda ancha(cientos de kHz a GHz de ancho)

Interfaces de telefonía móvil

Redes de área amplia

Redes de área local

Conexiones inalámbricas

Las redes 802.11 en modo infraestructura son semidúplex; todas las estaciones comparten el medio. En modo infraestructura o punto de acceso, todo el tráfico tiene que pasar por un punto de acceso (AP). Por lo tanto, dos estaciones en el mismo punto de acceso que se comunican entre sí deben transmitir todas y cada una de las tramas dos veces: del remitente al punto de acceso y luego del punto de acceso al receptor. Esto aproximadamente reduce a la mitad el ancho de banda efectivo.

Las redes 802.11 en modo ad hoc siguen siendo semidúplex, pero los dispositivos se comunican directamente en lugar de a través de un punto de acceso. En este modo todos los dispositivos deben poder verse entre sí, en lugar de solo tener que poder ver el punto de acceso.

Redes de área personal inalámbricas

Autobuses informáticos

Autobuses principales

x El protocolo LPC incluye una sobrecarga elevada. Mientras que la velocidad bruta de datos equivale a 33,3 millones de transferencias de 4 bits por segundo (o16,67  MB/s ), la transferencia más rápida, lectura de firmware, da como resultado15,63  MB/s . El siguiente ciclo de bus más rápido, escritura DMA estilo ISA de 32 bits, produce sólo6,67  MB/s . Otras transferencias pueden ser tan bajas como2  MB/s . [42]

y Utiliza codificación 128b/130b , lo que significa que aproximadamente el 1,54% de cada transferencia se utiliza para la detección de errores en lugar de transportar datos entre los componentes de hardware en cada extremo de la interfaz. Por ejemplo, una interfaz PCIe 3.0 de enlace único tiene una velocidad de transferencia de 8 Gbit/s, pero su ancho de banda utilizable es de sólo 7,88 Gbit/s.

Utiliza codificación 8b/10b , lo que significa que la interfaz utiliza el 20% de cada transferencia en lugar de transportar datos entre los componentes de hardware en cada extremo de la interfaz . Por ejemplo, un PCIe 1.0 de enlace único tiene una velocidad de transferencia de 2,5 Gbit/s, pero su ancho de banda utilizable es de sólo 2 Gbit/s (250 MB/s).

w Utiliza codificación PAM-4 y un bloque FLIT de 256 bytes, de los cuales 14 bytes son FEC y CRC , lo que significa que el 5,47 % de la velocidad de datos total se utiliza para la detección y corrección de errores en lugar de transportar datos. Por ejemplo, una interfaz PCIe 6.0 de enlace único tiene una velocidad de transferencia total de 64 Gbit/s, pero su ancho de banda utilizable es de sólo 60,5 Gbit/s.

Portátil

Almacenamiento

a Utiliza codificación 8b/10b b Utiliza codificación 64b/66b c Utiliza codificación 128b/150b

Periférico

MACafisico

fisicoaXPDR

Memoria dinámica de acceso aleatorio

La siguiente tabla muestra valores para los tipos de módulos de memoria de PC . Estos módulos suelen combinar varios chips en una placa de circuito . Los módulos SIMM se conectan a la computadora a través de una interfaz de 8 o 32 bits de ancho. Los módulos RIMM utilizados por RDRAM tienen 16 o 32 bits de ancho. [49] Los módulos DIMM se conectan a la computadora a través de una interfaz de 64 bits de ancho. Algunas otras arquitecturas informáticas utilizan diferentes módulos con un ancho de bus diferente.

En una configuración de un solo canal, sólo un módulo a la vez puede transferir información a la CPU. En configuraciones multicanal, varios módulos pueden transferir información a la CPU al mismo tiempo, en paralelo. Las memorias FPM , EDO , SDR y RDRAM no solían instalarse en una configuración de doble canal. La memoria DDR y DDR2 generalmente se instala en configuración de uno o dos canales. La memoria DDR3 se instala en configuraciones de uno, dos, tres y cuatro canales. Las velocidades de bits de las configuraciones multicanal son el producto de la velocidad de bits del módulo (indicada a continuación) y el número de canales.

a La frecuencia de reloj a la que funcionan las celdas de memoria DRAM . La latencia de la memoria está determinada en gran medida por esta tasa. Tenga en cuenta que hasta la introducción de DDR4, la frecuencia del reloj interno experimentó un progreso relativamente lento. La memoria DDR / DDR2 / DDR3 utiliza un buffer de captación previa 2n/4n/8n (respectivamente) para proporcionar un mayor rendimiento, mientras que la velocidad de la memoria interna sigue siendo similar a la de la generación anterior.

b La velocidad de la memoria o frecuencia de reloj anunciada por los fabricantes y proveedores generalmente se refiere a esta velocidad (con 1 GT/s = 1 GHz). Tenga en cuenta que los tipos de memoria modernos utilizan un bus DDR con dos transferencias por reloj.

RAM de las unidades de procesamiento de gráficos

Los módulos de memoria RAM también son utilizados por las unidades de procesamiento de gráficos ; sin embargo, los módulos de memoria para estos difieren algo de la memoria de computadora estándar, particularmente con menores requisitos de energía, y están especializados para servir GPU: por ejemplo, GDDR3 se basó fundamentalmente en DDR2 . Cada chip de memoria gráfica está conectado directamente a la GPU (punto a punto). El ancho total del bus de memoria de la GPU varía según la cantidad de chips de memoria y la cantidad de carriles por chip. Por ejemplo, GDDR5 especifica 16 o 32 carriles por dispositivo (chip), mientras que GDDR5X especifica 64 carriles por chip. Con el paso de los años, el ancho de los buses aumentó de 64 bits a 512 bits y más: por ejemplo, HBM tiene 1024 bits de ancho. [50] Debido a esta variabilidad, las velocidades de la memoria gráfica a veces se comparan por pin. Para una comparación directa con los valores de los módulos de 64 bits mostrados arriba, la RAM de video se compara aquí en lotes de 64 carriles, correspondientes a dos chips para aquellos dispositivos con anchos de 32 bits. En 2012, las GPU de gama alta utilizaban 8 o incluso 12 chips con 32 carriles cada uno, para un ancho total de bus de memoria de 256 o 384 bits. Combinadas con una tasa de transferencia por pin de 5 GT/s o más, dichas tarjetas podrían alcanzar 240 GB/s o más.

Las frecuencias de RAM utilizadas para una determinada tecnología de chip varían mucho. Los valores individuales que se proporcionan a continuación son ejemplos de tarjetas de alta gama. [51] Dado que muchas tarjetas tienen más de un par de chips, el ancho de banda total es correspondientemente mayor. Por ejemplo, las tarjetas de gama alta suelen tener ocho chips, cada uno de 32 bits de ancho, por lo que el ancho de banda total de dichas tarjetas es cuatro veces el valor que se indica a continuación.

Audio digital

Interconexiones de vídeo digital

Las velocidades de datos proporcionadas son desde la fuente de video (p. ej., tarjeta de video) hasta el dispositivo receptor (p. ej., monitor) únicamente. Los canales fuera de banda y de señalización inversa no están incluidos.

a Utiliza codificación 8b/10b (20% de sobrecarga de codificación) b Usa codificación 16b/18b (11% de sobrecarga) c Usa codificación 128b/132b (3% de sobrecarga)

Ver también

Notas

  1. ^ Morse puede transportar 26 símbolos de texto sin formato alfabéticos, 10 numéricos y un espacio entre palabras. La transmisión de 37 símbolos diferentes requiere 5,21  bits de información (2 · 5,21  = 37). Un operador experto que codifica el punto de referencia "PARIS" más un espacio entre palabras (igual a 31,26 bits) a 40 palabras por minuto está operando a una equivalencia de 20,84 bit/s.
  2. ^ WPM, o palabras por minuto, es la cantidad de veces que se transfiere la palabra "PARÍS" por minuto. Estrictamente hablando, el código es quinario, contabilizando espacios entre elementos, entre letras y entre palabras, lo que produce 50 elementos binarios (bits) por palabra. Contar caracteres, incluidos los espacios entre palabras, da seis caracteres por palabra o 240 caracteres por minuto y, finalmente, cuatro caracteres por segundo.
  3. ^ abcdefghij Se supone erróneamente que todos los módems están en funcionamiento en serie con 1 bit de inicio, 8 bits de datos, sin paridad y 1 bit de parada (2 bits de parada para módems de 110 baudios). Por lo tanto, actualmente los módems se calculan erróneamente con una transmisión de 10 bits por byte de 8 bits (11 bits para módems de 110 baudios). Aunque casi siempre se utiliza el puerto serie para conectar un módem y tiene velocidades de datos equivalentes, los protocolos, modulaciones y corrección de errores difieren completamente.
  4. ^ Módems abc de 56K : V.90 y V.92 tienen solo un 5% de sobrecarga para la señalización del protocolo. La capacidad máxima sólo se puede alcanzar cuando el extremo ascendente (proveedor de servicios) de la conexión es digital, es decir, un canal DS0.
  5. ^ El ancho de banda agregado efectivo para una instalación RDSI suele ser mayor que las tarifas mostradas para un solo canal debido al uso de múltiples canales. Una interfaz de velocidad básica (BRI) proporciona dos canales "B" y un canal "D". Cada canal B proporciona un ancho de banda de 64 kbit/s y el canal "D" transporta información de señalización (establecimiento de llamada). Los canales B se pueden unir para proporcionar una velocidad de datos de 128 kbit/s. Las interfaces de tarifa primaria (PRI) varían dependiendo de si la región utiliza portadores E1 (Europa, mundo) o T1 (Norteamérica). En las regiones E1, el PRI transmite 30 canales B y un canal D; en las regiones T1, el PRI transmite 23 canales B y un canal D. El canal D tiene un ancho de banda diferente en las dos interfaces.
  6. ^ La mayoría de los operadores sólo admiten hasta 9600 bit/s
  7. ^ SDSL está disponible en varias velocidades.
  8. ^ Las conexiones ADSL variarán en rendimiento desde 64 kbit/s hasta varios Mbit/s, según la configuración. La mayoría suelen estar por debajo de 2 Mbit/s. Algunas conexiones ADSL y SDSL tienen un ancho de banda digital superior al T1 pero su velocidad no está garantizada y bajará cuando el sistema se sobrecargue, mientras que las conexiones de tipo T1 suelen estar garantizadas y no tienen ratios de contención.
  9. Existen opciones en las que todo el tráfico descendente se maneja por satélite y el tráfico ascendente mediante conexiones terrestres como módems de 56K e ISDN.
  10. ^ FireWire admite de forma nativa TCP/IP y, a menudo, se utiliza como alternativa a Ethernet cuando se conectan 2 nodos. [21]
  11. ^ La comparación de la velocidad de datos entre FW y Giganet muestra que los menores gastos generales de FW tienen casi el mismo rendimiento que Giganet. [22]
  12. ^ abcd Tenga en cuenta que los carriles PCI Express 1.0/2.0 utilizan un esquema de codificación 8b/10b .
  13. ^ abc PCIe 2.0 duplica efectivamente el ancho de banda del estándar de bus de 2,5 GT/s a 5 GT/s
  14. ^ abcdef PCIe 3.0 aumenta el ancho de banda de 5 GT/s a 8 GT/s y cambia a codificación 128b-130b
  15. ^ SCSI-1, SCSI-2 y SCSI-3 son protocolos de señalización y no se refieren explícitamente a una velocidad específica. Existe SCSI estrecho utilizando SCSI-1 y SCSI-2. Las velocidades más altas utilizan SCSI-2 o posterior.
  16. ^ La sobrecarga mínima es 38 bytes L1/L2, 14 bytes AoE por 1024 bytes de datos de usuario
  17. ^ La sobrecarga mínima es 38 bytes L1/L2, 20 bytes IP, 20 bytes TCP por 1460 bytes de datos de usuario
  18. ^ abcdef Fibre Channel 1GFC, 2GFC, 4GFC utiliza un esquema de codificación 8b/10b . Fibre Channel 10GFC, que utiliza un esquema de codificación 64B/66B , no es compatible con 1GFC, 2GFC y 4GFC, y se utiliza únicamente para interconectar conmutadores.
  19. ^ ab La sobrecarga mínima es 38 bytes L1/L2, 14 bytes AoE por 8192 bytes de datos de usuario
  20. ^ abc La sobrecarga mínima es 38 bytes L1/L2, 20 bytes IP, 20 bytes TCP por 8960 bytes de datos de usuario
  21. ^ abcdef SATA y SAS utilizan un esquema de codificación 8b/10b .
  22. ^ La sobrecarga mínima ab es 38 bytes L1/L2, 36 bytes FC por cada 2048 bytes de datos de usuario
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enlaces externos